Пластины Alfa Laval

Alfa Laval 01Пластины к теплообменнику Alfa Laval - это основа пластинчатых теплообменников, при помощи их правильного размещения и посредством осуществления взаимодействия между ними осуществляется эффективный теплообмен. Качественные пластины создают максимальную передачу тепла в теплообменнике Alfa Laval. От качества и количества гофрированных пластин зависит то, как будет работать вся установка, насколько эффективно и продуктивно она будет выполнять свои функции.
Эффективность теплопередачи и легкость управления технологическим процессом в разборных ПТО отчасти зависят от толщины пластин. Сегодня толщина пластин в усовершенствованных теплообменниках Альфа Лаваль составляет всего 0,4 мм; пластины изготавливаются из нержавеющей стали, что обеспечивает эффективную теплопередачу и внушительную мощность.
Каждая пластина штампуется в один ход гидравлическим прессом с усилием до 40 000 тонн. Таким образом, все пластины идентичны, идеально совпадают при сборке в единый пакет, что уменьшает риск деформации уплотнения и протекания в теплообменнике, в котором установлены сотни таких пластин.
При сборке пластин с уплотнениями в теплообменнике контактные точки металл-металл используются для создания упругой и механически прочной конструкции, способной успешно выдерживать гидроудары и вибрацию.

AlfaLaval 02Выпускаемые Альфа Лаваль теплообменные пластины и уплотнительные прокладки имеют соответствующую маркировку, позволяющую проследить процесс их производства, установить пластины в правильном порядке при монтаже и гарантировать правильную их замену при техническом обслуживании. Ребристая поверхность пластин обеспечивает параллельный поток и прочность конструкции. Благодаря наличию распределительной площадки (изобретение Альфа Лаваль) поток равномерно распределяется по всей поверхности пластины,тогда как рифленая рабочая поверхность создает максимальную турбулентность. Эти особенности конструкции вместе обеспечивают высокий коэффициент теплопередачи и устраняют застойные зоны, которые могут привести к коррозии и образованию накипи. При параллельном потоке в теплообменнике необходим только один тип пластин и один тип уплотнений, что требует меньшего запаса деталей, а также упрощает процесс установки и эксплуатации. Поскольку рифления пластин имеют опору в диагональном направлении вдоль всей поверхности, ПТО могут эксплуатироваться при более высоких расчетных давлениях или же толщина пластин может быть уменьшена.

Пластины штампуются с шевронным рисунком рифления. При наложении двух пластин с противоположными рисунками рифления в теплообменнике формируется спиральный поток с высокой степенью турбулентности, обеспечивающий высокий коэффициент теплопередачи и эффективную самоочистку каналов. Для работы в различных технологических процессах, например с сильно загрязненными жидкостями, теплообменники оснащаются пластинами с различной формой рифления.

AlfaLaval 03Распределительная площадка имеет так называемый «шоколадный» профиль рисунка. Этот профиль – инновационное решение Альфа Лаваль, вызвавшее революцию в области разработки ПТО. Такой профиль обладает целым рядом достоинств. В частности, он обеспечивает оптимальное распре- деление потока по всей площади теплопередающей поверхности и, главное, препятствует образованию застойных зон в углах, где, как правило, начинается коррозия и происходят всевозможные отложения.

AlfaLaval 04В теплообменниках Альфа Лаваль никогда не произойдет смешивания двух рабочих сред из-за потери герметичности уплотнения. Двойная прокладка с предохранительной камерой при повреждении уплотнения обеспечивает вытекание жидкости из теплообменника наружу через предусмотренные для этого отверстия в прокладке. Таким образом, течь можно сразу обнаружить и устранить без риска перемешивания рабочих сред.

 

Толщина пластин
Толщина пластины влияет на коэффициент теплопередачи. Чем меньше толщина пластины теплообменника, тем легче передать через нее некоторое количество энергии; соответственно, сокращается и само количество пластин теплообменника, необходимых для передачи некоторого количества энергии. Это позволяет экономить на стоимости пластин теплообменника. Однако, есть и оборотная сторона медали. Чем тоньше пластина теплообменника, тем меньшее давление может выдержать пластина теплообменника, а ведь пластины разборных теплообменников должны выдерживать давление до 16 атмосфер.
Соответственно, инженерам любой компании, производящей теплообменное оборудование, в том числе инженерам компании Alfa Laval, необходимо соблюдать тонкий баланс между толщиной пластин теплообменника, коэффициентом теплопередачи и максимально допустимым рабочим давлением. Несмотря на почти филигранную сложность соблюдения оптимального баланса в этом вопросе, Alfa Laval смогла достичь толщины пластин теплообменников 0,5 мм, а в некоторых моделях - и 0,4 мм. Эти пластины способны работать при давлении до 16 атмосфер без какой-либо деформации пластин теплообменника.

Рисунок, конструкция и расположение каналов пластин
От того, как выполнен рисунок пластины теплообменника зависит распределение потока по всей поверхности пластины, коэффициент теплопередачи и степень турбулентности. Здесь нужно отметить, высокая турбулентность, создаваемая рисунком пластины теплообменника, как правило, способствует самоочистке пластины теплообменника от загрязнений и накипи, но в то же время высокая турбулентность в каналах пластин теплообменника требует больших энергозатрат на прокачку жидкостей сквозь теплообменник, требует более мощного насоса.
В то же время, пластины теплообменников, рисунок которых создает меньшую турбулентность, быстрее загрязняются, однако энергозатраты на прокачку жидкости сквозь теплообменник в таком случае меньше.
Рисунок пластины теплообменника должен обеспечивать равномерное распределение потока по всей поверхности пластины теплообменника и необходимую жесткость пластины теплообменника. Чтобы достигнуть хорошего результата, в специально созданных лабораториях проводится не одна сотня экспериментов с использованием компьютерного моделирования тока жидкости внутри пластин теплообменников. Такие эксперименты могут позволить себе только наиболее технически продвинутые компании. В теплообменниках фирмы «Альфа Лаваль» используются пластины, в которых рабочая зона и распределительная часть, так называемая «шапка», имеют свой «рисунок» и, соответственно, выполняют разные задачи. «Шапка» реализует функцию равномерного распределения потока жидкости по всей поверхности пластины, позволяя использовать 100% ее площади для процесса теплообмена. Это существенно повышает эффективность каждой пластины теплообменника. Распределительная часть смоделирована и запатентована компанией «Альфа Лаваль». Чрезвычайно трудной задачей является изготовление пластины очень сложной конфигурации из тонкого листа стали (до 0,4 мм). Для решения этой задачи компания разработала процесс одноходовой выпрессовки.

Имеются две конфигурации пластин – L и H Из них могут формироваться три различных типа каналов – L, M, H. Оптимальный тип канала выбирается с учетом температурной программы и максимально допустимых потерь напора

AlfaLaval 05

 

Характеристики каналов

AlfaLaval 06

Материалы пластин
Пластины для пластинчатого теплообменника Альфа Лаваль изготавливаются преимущественно из нержавеющих сталей (AISI 304, AISI 316) и титана (для агрессивных рабочих сред). Нержавеющая сталь является железом с добавкой хрома, чтобы придать железу свойство сопротивления окислению. Другие вещества добавляются для придания особых свойств или свойств нержавения для особых сред использования. Главное помнить, что нержавеющая сталь в основе своей представляет железо (около 70% для типа 304L и 69% для типа 316L).
Области применения материалов пластин:
• AISI 304: Обычно в режимах чистая вода-вода
• AISI 316: Обычно в режимах вода-вода (до 250 промиле хлоридов при 50°C)
• 254 SMO (легированная нержавеющая сталь): Многие применения, включая режимы высокохлорированная вода-вода (до 100%0 промиле хлоридов при 50°C)
• Титан: Чаще всего используется в морской воде (3,5% хлоридов до 130°C в морской воде)
Материал, используемый для изготовления пластин теплообменника решительным образом влияет на срок службы пластин теплообменника, так как пластины теплообменника в процессе эксплуатации подвергаются большой коррозионной нагрузке: горячая вода, зачастую не прошедшая водоподготовку, создает огромную коррозионную нагрузку на пластины теплообменника. Учитывая этот фактор, компания Alfa Laval использует в пластинах своих теплообменников, предназначенных для систем горячего водоснабжения стали марки AISI 316, AISI 304.
Также в случае необходимости работы с весьма агрессивными средами компания Alfa Laval изготавливает пластины теплообменников из титана, Хастелоя 276 (Haselloy 276) и подобных сплавов. Кроме коррозионной стойкости, выбор конкретного материала для пластин теплообменника и метод его изготовления сильно влияют на то, как накипь и отложения нарастают на стенках пластин теплообменника.
Используемые в компании Alfa Laval материалы и применяемый компанией метод электрополировки пластин теплообменника позволяет максимально затруднить процесс отложения накипи на пластинах теплообменника.

AlfaLaval 07Неметаллические пластины из Diabon FВ
Композит на основе сплава графита и фторполимера обеспечивает исключительно высокую устойчивость к соляной кислоте, AICI3 и другим агрессивным веществам. В отличие от обычного графита материал Diabon F имеет нулевую пористость и проницаемость. Пластины из него не трескаются и не ломаются при сборке-разборке и эксплуатации.

AlfaLaval 08Пластины с широкими каналами
Пластины с каналами шириной 12 мм идеально подходят для жидкостей содержащих волокна или крупные механические примеси. Конструкция каналов препятствует их закупорке твердыми частицами.

AlfaLaval 09Двойные пластины
Состоят из отдельных пластин, спрессованных и одновременно сваренных лазером по краям. Предназначены для применения в процессах, где необходимы дополнительные меры по AlfaLaval 10предотвращению смешивания жидкостей во избежание тяжелых последствий. Повреждение одной из пластин сразу обнаруживается так как возникает внешняя течь, при этом рабочие жидкости не смешиваются Вторая пластина обеспечивает двойной барьер между жидкостями, что соответствует требованиям самых строгих норм.

Полусварные пластины
Сварные аппараты для технологических жидкостей позволяют пластинчатому теплообменнику работать с агрессивными и трудными средами, расширяя диапазон допустимых давлений. Внешнее воздействие на прокладки со сварной стороны минимально. Для агрессивных жидкостей используются сварные каналы

 

 

Уплотнения (прокладки) Alfa Laval

AlfaLaval 11Уплотнения (прокладки) к теплообменнику Альфа Лаваль представляют собой один из ключевых элементов теплообменного агрегата, так как они самым непосредственным образом обеспечивают эффективное циркулирование рабочей среды и продукта внутри агрегата. Уплотнения (прокладки) избавляют механизм от смешения жидкостей или от их утечки за пределы системы. Благодаря уплотнительной прокладке обеспечивается формирование двух изолированных друг от друга каналов, по которым параллельно или в противотоке двигаются среды.

AlfaLaval 12Уплотнение (прокладки) - это резиновая (изготовленная из подходящих для конкретных сред эластомеров) прокладка, которая фиксируется в специально для нее изготовленной уплотнительной канавке посредством использования клея или клипс. Выбор фиксирующего элемента зависит от того, как часто будет разбираться/собираться механизм. В частности, при необходимости часто проникать внутрь агрегата или в случае использования окисляющих растворов, нежелательно применение системы фиксации "клипсы". И напротив, если вскрытие агрегата будет производиться редко, то можно воспользоваться и эпоксидным клеем.
Крепление уплотнений на клипсах:
• Клипсы располагаются отдельно от основной части уплотнения (прокладки)
• Несмотря на повреждение одной из клипс, уплотнение не смещается и остается на месте
• В большинстве случаев используется крепление Clip-on

Преимущества использования уплотнений (прокладок) Альфа Лаваль
AlfaLaval 13• Специальные отводные порты исключают скопление среды, предотвращая загрязнение и коррозию. При повреждении уплотнения протечка видна с внешней стороны теплообменника
• Однородное уплотнение сделано из единого куска резины
• Поддерживающий и защищающий уплотнение желоб
• Угловой профиль уплотнения
• Двухкомпонентный эпоксидный клей (или установка на клипсах без клея)
• Высокая прочность уплотнений
• Профиль изготавливается при высоком давлении
• Полное совмещение с профилем уплотнения

Материалы уплотнений (прокладок) Alfa Laval
Уплотнения для теплообменников Alfa Laval - расходные материалы высшего качества. Шведский производитель Alfa Laval Group с более чем столетней историей отличается серьезными исследованиями в области эффективности и качества продукции.
Материалы для изготовления уплотнительных прокладок различаются в зависимости от условий применения пластинчатых теплообменников. В основном используются различные полимеры на основе натуральных или синтетических каучуков. Но также следует учесть что уплотнения к теплообменнику различны и у каждого производителя пластинчатых теплообменников. Также следует учесть, что резина для уплотнений подбирается исходя из температурных графиков, а также среды применения данного уплотнения.

Уплотнение EPDM - Этилен-пропиленовый каучук (ethylene-propylene diene elastomer)
EPDM - прокладки чрезвычайно гибкий изолятор, обладающий отличными температурными характеристиками (от -30 °С до +160 °С)
Материал с большим электрическим сопротивлением и малой диэлектрической постоянной.
Изолятор на основе EDMP слабо подвержен износу и механическим повреждениям. EPDM также обладает лучшей стойкостью к разрывам нежели материалы "Silicone rubber", поэтому в некоторых случаях он применяется как их аналог.
EPDM позволяет наносить на поверхность защитные лаки, поскольку он, в отличии от изоляторов на резиновой основе, не содержит нефтепродуктов и воска. Однако в связи с тем, что материал чрезвычайно гибок, возможен излом лаков, что снижает изолирующие свойства лаков.
EPDM уплотнения:
• EPDM - для клеящихся уплотнений ("Давящее сопротивление")
• EPDMC - для уплотнений на клипсах на высокие температуры
• EPDMCT - для тонких пластин с неглубокими каналами (1.5-3mm)
• EPDMFF – пищевое применение
• EPDMAL - для повышенных давлений в химической промышленности, где не подходит стандартное уплотнение EPDM

Уплотнение NBR - Бутадиен-нитрильный каучук (Nitrile rubber)
NBR - прокладки в переводе бутадиен-нитрильный каучук NBR - бутадиен-нитрильный каучук (нитрил) - сополимер бутадиена и акрилонитрила. NBR считается стандартным материалом для сальников. Материал обеспечивает хорошую стойкость сальника к маслам, топливам, воде, гидравлическим жидкостям на нефтяной основе. по этому хорошо подходит и для теплообменников и невысокими температурами
Основные характеристики NBR:
• диапазон температур использования от - 20 °С до +140 °С;
• хорошая износостойкость;
• невысокая теплостойкость;
• умеренные условия эксплуатации;
• разрушается гипоидными маслами с добавками ЕР;
• низкая озоностойкость.
NBR-уплотнения:
• NBRP - (эксплуатация) до 140°C
• NBRB - выгодный для невысоких температур
• NBRFF – пищевое применение с высокими температурами
• NBRLT – для низких температур в холодоснабжении
• HNBR - для работы с H2S и температурой до 160 °C, более дорогой

Уплотнение витон - Фтор-каучук
Высокая устойчивость к химикалиям, органическим растворяющим веществам, а также серной кислоте и растительным маслам при высоких температурах.
Диапазон рабочих температур от -100 С до +180 С
Твердые уплотнения без содержания асбеста (температурный предел до 220°C).
Бутил (температурный предел до 140°C),
Силикон (температурный предел до 175°C)

Другие материалы в этой категории: « Паяные теплообменники Danfoss